Bitki Fizyolojisi Nedir?

Bitki fizyolojisi bitkilerin fizyolojisi ve fonksiyonlarını inceleyen botanik biliminin bir alt disiplinidir.

Bitki fizyolojisi ayrıca bitki morfolojisi(Bitkileri yapısal yönden inceler), bitki ekolojisi (bitkilerin çevre ile iletişimini inceler), bitki kimyası, hücre biyolojisi ve moleküler biyoloji ile de yakın ilişkilidir. Bitki biyolojisi çalışma alanı yaşamsal olaylarla ilgili fiziksel ve kimyasal süreçler ile tüm hücresel aktiviteleri kapsamına alır.Bu çalışma alanı içerisinde mineral ve nutrient elementler ve bunların mobilizasyonu ,hücre içi su difüzyonu ve fotosentezis reaksiyonlarındaki çok küçük boyutlarda gerçeklesen moleküler etkileşimler üzerindeki çalışmaları içerir.Bitki fizyolojisi çalışma alanında ayrıca üreme kontrolü,dormansi,mevsimsel bağımlılık ve bitki gelişim süreçleri gibi büyük ölçekli süreçlerde dahildir.
* Fotokimya(Photochemistry) diğer bir deyişle bitki kimyası çalışma alanları bitki fizyolojisi ile yakında ilişkilidir.Bitkilerde diğer organizmalarda bulunmayan,bitkinin hayatta kalması için gerekli fonksiyonların gerçekleşmesini sağlayıcı ve bitkide üretimde görevli çeşitli ve çok sayıda bileşikler vardır.Fotokimya bütün bu bileşikler üzerinde çalışan ve araştıran bir branştır.Bu bileşiklere birkaç örnek verelim;
Fotosenteziste fotosentez için gerekli olan pigmentleri enzimler ve diğer fonksiyonel bileşikler,bitkiler arası rekabet,patojenler ve otçul canlılardan bitkinin kendisini savunmak için ürettiği çeşitli kimyasallar vardır.ayrıca bitkileri dormansiye hazırlamak ,kuraklık yada kitlik zamanlarında bitkinin hayatta kalmasını sağlayıcı ve diğer çeşitli hastalıklara karşı korunmayı sağlayan bileşikler fotokimya çalışma alnına girer.

* Bitki fizyolojisi bitki hücresi özelinde biyolojik ve kimyasal süreçlerdeki çalışmaları da kapsar.Bunlar bitkinin ışık ve kimyasal reaksiyonlarla ürettiği depo maddelerinin üretim süreçlerinide kapsar.

* Bitki fizyolojisi bitkilerin organları,dokuları ve hücreler arası etkileşimleriyle de yakından ilişkilidir. Bir bitkide farklı hücre ve dokular mevcuttur ve bu hücre dokular farklı fonksiyonlar gerçekleştirmek üzere özelleşmişlerdir.Topraktaki minerallerin bitkiye alimi ve depolanmasını sağlayan bitki kökleri ve bitki yumruları gibi.Güneş ışığının yapraklardan emilimi ile başlayan kimyasal süreçler,kökten alınan su ve minerallerin bitki içerisinde iletimi ve bu süreçleri yöneten mesaj ve emirleri,sentez sonucunda üretilen nişasta,protein ve yağ gibi asimilasyon maddelerinin üretimi Bitki fizyolojisi çalıma alanı içerisindedir.

* Son olarak bitkilerde çimlenme,filizlenme,büyüme ve meyve verme,yaprak dökümü,dormansi,bitkinin yasadığı çevre koşullarındaki değişiklerin bitki üzerinde fiziksel,kimyasal ve morfolojik olarak ne tür sonuçlar oluşturduğunun incelenmeside bitki fizyolojisi çalışma alanındadır.

Lipidler(Yağlar)

Lipid Nedir? Lipid kelimesi yunancada Lipos: yağ ve Fransızcada lipides kelimelerinden türetilen,katı ve ve sıvı yağlar ile balmumu gibi maddelere verilen genel bir isimdir.Lipidler yani yağlar suda erimez sadece alkol ve türevlerinde erir.C(karbon),H(hidrojen) ve O(oksijen)’den oluşan yağlar organizmalarda iki şekilde bulunur.

1)Canlıların yapısındaki Fosfolipid ve Balmumu

2)Parçalandıklarında yüksek yüksek miktarda enerji açığa çıkaran,bir başka deyişle yüksek miktarda enerji depolama şekli olan katı ve sıvı yağlar.Katı ve sıvı yağlar canlılar için önemli enerji depolarıdır.

Bir mol trigliserid bir mol Alkol(Gliserin=Gliserol) ve 3 mol yağ asidinden meydana gelir.

1 mol Gliserin + 3 mol Yağ Asidi ——> Trigliserid + 3H2O(Su)

Bu formüldende anlaşıldığı reaksiyon sonucunda oluşan tabiatta bulunan doğal yağlara ”Trigliserid” adı verilir.Yağ moleküllerinde bulunan C ve H bağları karbonhidratlara oranla daha fazladır.Buna bağlı olarak metabolizmada yağlar parçalandığında(oksitlendiğinde) karbonhidratlara oranla 2-3 kat daha fazla enerji açığa çıkarır. Devamını Oku

Polisakkaritler

Birçok monosakkaritin dehidrasyon reaksiyonları ile birleşip uzun karbon zincirleri oluşturması sonucu polisakkaritler meydana gelir.Genel olarak yaygın olarak bilinen polisakkaritler,Nişasta,Glikojen, Askorbit Asit,Glikuron Asit,Neuromin Asit,Uron Asidi Selüloz ve kitin’dir
L-Askorbit Asit insanlarda C vitamini olarak kullanılır.Bitkilerce sentezlenir.

Glikuron Asit idrar içeriğinde yer alan maddelerden biridir.

Neuramin asit Süttte ve hücre membranında yer alır.Uron asid ise mukopolisakkaritlerin yapıtaşıdır.
Bu polisakkaritlerin temel yapı maddesi glikoz molekülüdür.Glikoz moleküllerinin farklı şekillerde polimerize olması(bağlanması) farklı özelliklerde polisakkaritlerin oluşmasına yol açar.
Nişasta bitkilerde fotosentez reaksiyonları sonucu üretilen ve temel depo maddesi olan bir polisakkarittir.Bitkilerin bu depo ürünleri insanlar ve otçul hayvanlar için önemli besin ve enerji kaynaklarıdır.Hayvanlarda ve insanlarda nişasta,glikojen ve maltoz çeşitli enzimler(Amilaz ve maltaz enzimi) ile glikoza parçalanarak kana karışır. Fotosentez ile sentezlenen nişastaya ”Asimleme Nişastası” adı verilir.Fındık,fıstık,patates,bakla ve mısırda yüksek miktarda nişasta bulunur.Asimleme nişastası daha sonra çeşitli enzimler ile etkileşime girerek hidroliz reaksiyonu ile disakkaritlere ayrışır ve bu moleküller vasküler(iletim) doku ile bitkinin değişik bölgelerine iletilir.

Omurgalı canlılarda besinlerin temel depolama şekli glikojendir.Glikojen iyot ile muamele edildiğinde kahverengi renk alır.Çok sayıda glikoz monomerinin bağlanmasıyla oluşan Glikojen karaciğer ve kas hücrelerinde depolanan bir polisakkarittir.İnsanlarda kanda glikoz(şeker) miktarında yükselme durumunda pankreastan salgılanan insülin hormonu kandaki fazla şekerin(glikoz) karaciğerde depolanmasını sağlar.Kanda şeker azaldığında yine pankreastan salgılanan glikagon hormonu karaciğerde depolanmış olan glikojeni hidroliz ederek(parçalayarak) glikoz şeklinde kana verilmesini sağlar.

Disakkaritler

İki monosakkarit molekülünün (Glikoz,Fruktoz,Galaktoz) glikosid bağları ile birleşmesi ve 1 mol su açığa çıkarmasıyla sonuçlanan kimyasal reaksiyonla bir molekül disakkarit oluşur.Ortama su çıkaran bu reaksiyona ”Dehidrasyon sentezi” adı verilir.Reaksiyonun tam tersi olursa, 1 mol su gerekir ve disakkaritin su ile parçalanmasına ‘Dehidroliz’ denir.Karbonhidratlar omurgalılarda kanda glikoz halinde taşınırken diğer hayvanlarda genellikle disakkarit formunda taşınır.

Örnek verecek olursak;

Sükroz(Çay şekeri) yani şeker ülkemizde şeker pancarından üretilirken,güney yarımkürede çoğunlukla şeker kamışından elde edilir.Disakkarit olan sükroz pancar ve şeker kamışı bitkilerinin iletim sistemlerinde, karbonhidratların taşınma biçimidir.Bir önemli disakkaritte memelilerin sütlerinde bulunan Laktoz’dur.

Glikoz+Glikoz —-> Maltoz + Su

Glikoz+Fruktoz —->Sükroz(Çay Şekeri) + Su

Glikoz +Galaktoz —-> Laktoz(Memelilerdeki Süt) + Su

Monosakkaritler

Genel formülleri (CH2O)n olan monosakkaritler hücre içerisinde oksidasyona uğrar ve açığa çıkan enerji hücre tarafından canlılık faaliyetleri için kullanılır.

Monosakkaritler yapılarında bulunan karbon sayısına göre isimlendirilirler.,4 karbonlu tetroz karbonlu pentoz,riboz,deoksiriboz gibi..Riboz RNA yapsına,Deoksiriboz DNA yapısına katılır.Glukoz,Fruktoz ve galaktoz birer monosakkarittir.

Glikoz fotosentetik bir üründür.Fotosentetik canlılarda glikoz fruktoza çevrilir.Glukoz memeli canlılarda hayat sıvısı olan kanda bulunması şart olan beyin hücrelerinin en önemli enerji kaynağıdır.İnsanlarda 1 mm kanda 90-100 mg glukoz bulunması gerekir.

Hastalar damar yolu ile verilen serum aslında sulandırılmış glikozdur.Kana karışan serumdaki glikoz hücre zarından hücre içerisine geçer ve oksidasyona uğrar.Kandaki fazla glikoz ise karaciğerde bir polisakkarit olan glikojen şeklinde depolanır. Aslında glikozun kan içindeki miktarını düzenlemede karaciğer ve pankreasın yanısıra beyindeki hipofiz bölgesi ve pankreasın görev aldığı karmaşık bir mekanizmadır.Ayrıntılı bilgilere ileriki makalelerde değineceğiz.

Karbonhidratlar

Genel formülleri CnH2nOn olan karbonhidratlar C(karbon),H(hidrojen) ve O(oksijen) atomlarından meydana gelir.

Karbonhidratlar hayvan ve bitki hücrelerinin birincil enerji kaynaklarıdır.

Birbirlerine benzeyen yada aynı olan moleküllerin birleşmesiyle oluşan moleküllere polimer,polimerleri oluşturan her bir molekülede monomer adı verilir.

Karbonhidratlar 3’e ayrılır:

1) Monosakkaritler

2) Disakkaritler

3) Polisakkaritler

Karbon,hidrojen ve oksijen atomları biraraya gelerek monosakkaritleri yada diğer bir deyişle basit şekerleri,iki monosakkarit birleşmesi ile disakkaritleri,birden çok monosakkaritin birleşmesiylede polisakkarit bileşikler oluşur.

Botanik Alt Bilim Dalları Nelerdir?

Botanik alt bilim dallarını öğrenmeden önce botanik nedir sorusuna cevap vermeliyiz.

Botanik(botany) bitkiler üzerinde çalışan biyolojinin alt dalıdır.Kısacası bitki bilim dir.

Botanik alt bilim dalları şunlardır;
AGROSTOLOJİ (AGROSTOLGY)
Agrostolojinin kelime anlamına baktığımızda eski yunancada ”Agrostis”(=ayrık çimi denilen bir ot rürü adı) ile ”logia” kelimerinin birleşiminden oluşan ‘Agrostoloji’ otlar üzerinde çalışan botanik dalıdır. Agrostolojinin üzerinde çalıştığı otlar genel olarak ”Graminoid’ ‘ler olarakta anılırlar.Bu yüzden Agrostoloji’nin diğer bir adıda ”Graminology’ dir.

BİTKİ FİZYOLOJİSİ (PLANT PHYSIOLOGY AGROSTOLOJİ
Bitki fizyolojisi bitkilerin fizyolojisi ve fonksiyonlarını inceleyen botanik biliminin bir alt disiplinidir.

BİTKİ ANATOMİSİ (PLANT ANATOMY)
Bitkilerin iç yapıları üzerinde mikroskobik seviyede yapılan çalışmaları içeren bir botanik dalıdır.Bitki anatomisi ayrıca bitki dokularının organizasyonu,gelişimi ve farklılaşmaları üzerinede çalışır.

BİTKİ SİSTEMATİĞİ (SİSTEMATİK BOTANİK) (PLANT SYSTEMATICS)

Bitki sitematiği; günümüzde yaşayan yada nesli tükenmiş ve fosil kalıntıları bulunan bitkileri moleküler, mofolojik ve anatomik ve evrimsel akrabalık bağlarını göz önünde bulundurarak tanımlayan ,isimlendiren ve sııflandıran bir botanik bilim dalıdır.

Kısaca açıklarsak, bitki sistematiği bitkilerin tanımlama , isimlendirme ve sınıfladırma alanlarında çalışan botanik bilim dalıdır.

BİTKI EKOLOJİSİ (PLANT ECOLOGY)
Bitki ekolojisi,bitkilerin canlı ve cansız çevre üzerindeki karşılıklı etkileşimi üzerinde çalışır.
Bitki ekolojisi ise Ekolojinin bir alt disiplini(Alt bilim dalı) olup, Bitkilerin birbirleri ile olan etkileşimlerini, ayrıca yine bitkilerin yaşadıkları ortamdaki canlı ve cansız çevre ile olan etkileşimleri üzerinde çalışan bir bir bilimdalıdır.

BRİYOLOJİ (BRYOLOGY)
Bryophyta (karayosunları,ciğerotları ve hornworts(Ceratophyllum) grubunu inceleyen botanik dalıdır.

CRYTOBOTANY

ETNOBOTANİK (ETHNOBOTANY)
Bitkiler ve hayvanlar arasındaki ilişkiler inceler.

EKONOMIK BOTANİK (ECONOMIC BOTANIC)
Ekonomik değeri olan bitkileri ve nasıl kullanılacağını inceler.

ORMANCILIK (FORESTRY)
Orman yönetimi ile ilgili çalışmaları kapsar.
BEHÇECİLİK BİLİMİ (HORTICULTURE)
Bahçecilik(Horticulture)çelikleme,yumru,köklü bitkilerden ve tohumlardan bitki yetiştirmek için ve bunun için gerekli toprak hazırlama süreçlerini içeren,mevcut bitki türlerini hibrit(melezleme) çalışmalarıyla zenginleştirmeyi amaçlayan bilimsel ve endüstriyel bir alandır.

LİKENOLOJİ (LICHENOLOGY)
Botaniğin likenler üzerinde çalışan botanik dalıdır.

PALEOBOTANİK (PALEOBOTANY)
Bitki fosilleri üzerinde çalışan botanik dalıdır.

POLENOLOJİ (PALYNOLOGY)
Botaniğin polenler ve sporlar üzerinde çalışan bir dalıdır.

FOTOKİMYA (PHYTOCHEMISTRY)
Bitkilerdeki kimyasal süreçleri inceler.

FİTOPATOLOJİ (PHYTOPATHOLOGY)
Bitki hastalıklarını inceler

BİTKİ MORFOLOJİSİ (PLANT MORPHOLOGY)
Bitkilerin dış yapılarını ve fiziksel şekillerini inceleyen bilim dalına ‘ Bitki Morfolojisi’ yada ‘ Fitomorfoloji ’ adı verilir

BİTKİ GENETİĞİ (PLANT GENETICS)
Bitki Genetiği,bitkilerdeki genetik materyal(dna,rna,kromozomlar vs..)üzerinde çalışır.

ALGBİLİM= FİKOLOJİ (PHYCOLOGY)
Algleri inceler.

HERBİKRONOLOJİ (HERBCHRONOLOGY)
Yaşam döngüleri 2 yıl ve üzerinde süren perennial otsu bitkilerin yaşlarını öğrenmek amacıyla analiz edip,perennial otsu bitkilerin yaşlarını çeşitli metodlar ile tayin eden botanik dalıdır. Herbchronology otsu perennial bitkilerin kök bölgesindeki seconder ksilem hücrelerinin oluşturduğu büyüme halkalarını referans alarak bitkinin o anki yaşını hesaplar.
Perennial kelimesi yunancada ”per” yunancada ‘arasında’ ve ”annus” ‘yıl’ manasına gelen iki kelimelerden oluşur.Bitkiler aleminde daha kısa yaşam döngüne sahip bitkilerde vardır.Örneğin 2 yıılık yaşam döngüsüne sahip bitkilere ”Biennials’ tek yıllık yaşam döngüsüne sahip bitkilerede ”annual” bitkiller olarak sınıflandırılır.

DENDROKRONOLOJİ (DENDROCHRONOLOGY)
Dendrokronoloji ağaçların yaş halkalarının refrans alıp inceleyip,ağaçlaların yaşlarını tayin eden bilim dalıdır. Dendroloji bilimi geçmiş zaman dilimlerinde iklim ve ve çevre koşullarının araştırılmasında (Dendroklimatoloji ve dendroarkeoloji, paleoekolojide),yapılan arkeolojik kazılarda eski medeniyetlerin yaşamları hakkında araştırmalarda ve eski ahşap yapılarının yaş tayininde sıklıkla başvurulan bir bilimdalıdır.

DENDROLOJİ(DENDROLOGY)
Eski yunancada ”dendron” ‘ağaç’ ve ”logia” ‘bilim’ kelimelerinden oluşan ”Ağaçbilim” olarak adlandırılan dendroloji;botaniğin ağaçlar yada odunsu bitkiler üzerinde çalışan bir dalıdır.Odunsu bitkiler denildiğinde geniş bir yelpaze de çok sayıda bitki grubu akla gelir.Bu sebeple dendroloji genellikle ekonomik değeri olan kereste, mobilya, bahçecilik, ve zirai aamaçla yetiştirlen odunsu bitkiler üzerinde çalışmalarını odaklamıştır.

SILVOLOGY

ARBOLOJİ (ARBOLOGY,ARBORICULTURE)
Ağaçları ve odunsu bitkileri kültüre etme ve bilimsel araştırmalarda kullanmak için odunsu bitkilerden oluşturulmuş botanik bahçeleri kurup yönetmek gibi çalışmları kapsayan botanik dalına Arboloji(Arboriculture,arbology) adı verilmiştir.
Arbolistlerin oluşturduğu ve çalıştığı dünyanın bir çok farklı ekolojik bölgesinden seçilen ender ve adi bitki türleride dahil olmak üzere toplanan odunsu bitki türlerinden meydana gelen botanik bahçelerine ise ‘Arboretum’ adı verilir.Bu bahçeler arboristler uzman oldukları konularda bilimsel araştırmalar yapmasını yada onlar için bir başvuru kaynağı faydalanmalarını sağlar.

Viticulture

Botanik Nedir?

Bitki bilim olarakta isimlendirilen botanik(=botany) bitkiler üzerinde çalışan biyolojinin alt dalıdır.Botanik bitkiler,algler ve mantarlar arasındaki evrimsel bağları,kimyasal özelliklerini,hastalıkları,metabolizmalarını,gelişimlerini,üremelerini,büyümelerini ve yapılarını inceleyen son derece geniş kapsamlı biyolojinin bir alt disiplinidir.Botanik genel olarak 4 ana bölüme ayrılır.

1)Bitki Fizyolojisi 2)Bitki Morfolojisi 3)Bitki Sistematiği(Sistematik Botanik) 4)Bitki Ekolojisi

Ayrıca botaniğin birçok alt disiplini mevcuttur.Bunları özetlersek;

Botaniğin tarihçesine bakacak olursak bilinen en eski yazılı botanik bilgileri eski hint uygarlığına kadar uzanır.M.Ö 1700-110 yılları arasında yazılan ‘Rigveda’ adı verilen hinduizmin en eski dini metinlerinde,bitkilerin ‘Ağaçlar’ , ‘İnsanlara faydalı bitkiler’ ve ‘Sarmaşık=Sarınıcı’ bitkiler olarak 3 ayıran ilk bitki sistematiği kayıtlarının var olduğunu görürüz.Rigveda’nın diğer alt metinlerinde farklı şekillerde bitki sistematiği tanımları mevcuttur. Devamını Oku

Fotosentez Nedir?

Fotosentez bitki hücrelerinde kloroplastlarda su ve karbondioksitin hammadde olduğu, güneş ışığı ile etkileşime giren,sonucunda Glikoz ve Oksijen ürünlerinin sentezlendiği fotokimyasal bir olaydır.Glikoz bitkide metabolik faaliyetlerde ve enerji üretiminde kullanılır,arta kalan kısmı ise asimleme nişastası olarak bitkilerin depo organlarında(Kök ve gövde gibi..) depolanır.